(2)三角棱柱体边坡体积
三角棱柱体边坡体积(图1-9中的)计算公式如下:
V4=((A1+A2)/2)L4 (1-18a)
当两端横断面面积相差很大的情况下,则
V4=L4/6(A1+4A0+A2) (1-18b)
式中 L4----边坡的长度;
A1..A2..A0--------边坡两端及中部的 横断面积,算法同上(图1-9剖面系近似表示,实际上,地表面不完全是水平的)。
5.计算土方总量
将挖方区(或填方区)的所有方格土方量和边坡土方量汇总后即得场地平整挖(填)方的工程量。
【例】 某建筑场地地形图和方格网(a=20m),如图1-10所示。土质为粉质黏土,场地设计泄水坡度:ix3%,iy=2%。建筑设计,生产工艺和最高洪水位等方面均无特殊要求。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响,如有余土,用以加宽边坡),并计算填,挖土方量(不考虑边坡土方量)。
【
解】 (1)计算各方格角点的地面标高
各方格角点的地面标高,可根据地形图上
所标等高线,假定两等高线之间的地面坡 度按直线变化,用插入发求得。如求角点 4的地面标高(H4),由图1-11有: hx:0.5=x:l hx=0.5/lx 则
H4=44.00+hx
为了避免繁琐的计算,通常采用图解法(图1-12)。用一张透明纸,上面画6根等距离的平行线。把该透明纸放到标有方格网的地形图上,将6根
平行线的
最外边两根分别对准A点和B点,这时6根等距离的平行线将A,B之间的0.5m高差分成5等分,于是便可直接读得角点4的地面标高H4=44.34m。其余各角点标高均可用图解法求出。本各方格角点标高如图1-13所示中地面标高各值。
(2) 计算场地设计标高H0
(3) 计算方格角点的设计标高 以场地中心角点8为H0(图1-13),由已知泄水坡度LX和LY,各方格角点设计标高按式(1-13)计算:
其余各角点设计标高算法同上,其值见图1-13中设计标高诸值。 (4) 计算角点的施工高度
用式(1-14)计算,各角点的施工高度为:
其余各角点施工高度详见图1-13中施工高度诸值。 (5) 确定零线
首先求零线点,有关方格边线上零点的位置由式(1-15)确定。2~3角点连线零点距角点2的距离为: 同理求得:
相邻零点的连线即为零线(图1-13)。 (6) 计算土方量
根据方格网挖填图形,按表1-3所列公式计算土方工程量。
方格1-1,1-3,1-4,2-1四角点全为挖(填)方,按正方形计算,其土方量为:
同样计算得:方格1-2,2-3各有两个角点为挖方;另两角点为填方,按梯形公式计算,其土方量为:同理:
方格网2-2,2-4为一个角点填方(或挖方)和三个角点挖方(或填方),分别按三角形和五角形公式计算,其土方量为:同理:将计算出的土方量填入相应的方格中(图1-13)。场地各方格土方量总计;挖方555.15m3:填方549.91m3。 三2土方调配
土方量计算完成后,即可着收土方的调配,就是对挖方的利用,堆土和填方的取得三者之间的关系进行综合协调的处理。好的土方调配方案,应该是使土方运输量或费用达到最小,而且又能方便施工。 (一)土方调配原则
(1) 应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配,使挖方量与运距的乘
积之和尽可能为最小,即土方运输量或费用最小。
(2) 土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则,考虑分区与全
场相结合的原则,还应尽可能与大型地下建筑物的 施工相结合,以避免重复挖运和场地混乱。
(3) 合理布置挖,填方分区线,选择恰当的调配方向,运输路线,使土
方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。
(4) 好土用在回填质量要求高的地区。
(5) 土方平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合,将余土一次
性运到指定弃土场,做到文明施工。
总之,进行土方调配,必须根据现场具体情况,有关技术资料,工期要求,土方施工法与运输方法综合考虑,并按上述原则,经计算比较,来选择经济合理的调配方案。
(二)土方调配图表的编制
场地土方调配,需作成相应的土方调配图表,如图1-14所示,其编制的方法如下:
1. 划分调配区
在划分调配区时应注意:
(1) 调配区的划分应与房屋或构筑物的位置想协调,满足工程施工顺
序和分期分批施工的要求,使近期施工与后期利用相结合。
(2) 调配区的大小应使土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥。 (3) 当土方运距较大或场区内土方不平衡时,可根据附近地形,考虑
就近借土或就近弃土,每一个借土区或弃土区均可作为一个独立的调配区。
2. 计算土方量
按前述计算方法,求得各调配区的挖方量,并标写在图上。 3. 计算调配区之间的平均运距
平均运距即挖方区土方重心的距离。因此,确定平均运距需先求出各个调配区土方重心。其方法如下:
取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴,分别求出各区土方的重心位置,即:
式中 X-,Y----------挖或填方调配区的重心坐标; V-----------各个方格的土方量; X,y-------------各个方格的重心坐标。
为了简化计算,可用作图法近似地求出形心位置来代替重心位置。
重心求出后,标于相应的调配区图上,然后用比例尺量出每对调配区之间的平均距离。 4. 确定土方最优调配方案
最优调配方案的确定,是以线性规划为理论基础的,常用“表上作业法”求得。
5.绘制土方调配图、调配平衡表
根据表上作业法求得的最优调配方案,在场地地形图上绘出土方调配图,图上应标出土方调配方向,土方数量及平均运距,如图1-14所示。
除土方调配图外,还应列出土方量调配平衡表,表1-4是按图1-14所示调配方案编制的土方量调配平衡表
。第三
节 施工准备与辅助工作 一、施工准备
土方开挖前需做好下列主要准备工作: 1、场地清理
场地清理包括拆除房屋、古墓,拆迁或改建通讯、电力线路、上下水道以及其他建筑物,迁移树木,去除耕植土及荷塘淤泥等工作。 2、排除地面水
场地内低洼地区的积水必须排除,同时应注意雨水的排除,使场地保持干燥,便于土方施工。
地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。
应尽量利用自然地形来设置排水沟,使水直接排至场外,或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁,其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m*0.5m,纵向坡度一般不小于千分之三。平坦地区,如排水困难,其纵向坡度不小于千分之二,沼泽地区可减至千分之一。场地平整过程中,要注意排水沟保持通畅。
山区的场地平整施工,应在较高一面的山坡上开挖截水沟。在低洼地区施工时,除开挖排水沟外,必要时应修筑挡水土坝,以阻挡雨水的流入。 3、修筑临时设施
修筑临时道路、供水、供电及临时停机棚与修理间等临时设施。 二、土方边坡与土壁支撑
为了防止塌方,保证施工安全,在基坑开挖深度超过一定限度时,土壁应做好有斜率的边坡,或者加以临时支撑以保持土壁的稳定。 (一)土方边坡
土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与放坡宽度B之比表示。
土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑或管沟底面标高时,挖方边坡可做成直立壁不加支撑,但深度不宜超过下列规定:
密实、中密的砂土和碎石类土 1.0m 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土 1.25m 硬塑、可塑的黏土和碎石类土 1.5m 坚硬的黏土 2m